بهینه‌سازی عددی وزن و سرعت عملیاتی تونل شناور به کمک طرح آزمایش تاگوچی

Abstract

در این پژوهش، در ابتدا شکل معمول یک شناور تک‌بدنه‌ و تندروی مشخص، با حفظ پارامترهای هندسی، نظیر زاویه ددرایز، خط کیل، پهنای شناور و طول شناور به فرم تونل‌دار تبدیل شده است. با در نظر گرفتن شرایط بار کامل و بدون بار صورت گرفته، فرایند بهینه‌سازی ابعاد تونل نیز در بیشینه‌ وزن و سرعت عملیاتی انجام شده است. توجه شود که برای کاهش پسا، پارامترهای هندسی زیادی در بخش‏های مختلف تونل در طراحی و بهینه‏سازی تونل موثرند. در این مطالعه، سعی بر آن بوده که برای دست‌یابی به شکل بهینه‌ تونل، اثرات سه پارامتر دهانه‌ تونل، ارتفاع تونل و ارتفاع گوشواره (بلید) به­صورت همزمان بررسی شوند. جهت دست­یابی به این هدف، شبیه‌سازی عددی به کمک روش حجم محدود با در نظر گرفتن شبکه متحرک، انجام شده است. برای مدل‌سازی آشفتگی از مدل k-Ԑ و برای شبیه‌سازی سطح آزاد از مدل دو فازی حجم سیال استفاده شده است. برای انتخاب نمونه‌های مورد نیاز برای آزمون عددی، از روش تاگوچی استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد که دهانه تونل تاثیرگذارترین پارامتر در افزایش سرعت عملیاتی می­باشد. همچنین، با بهینه‌سازی تونل می‌توان پسا را تا حدود 20 درصد در وزن و سرعت عملیاتی کاهش داد.